Metabolismo

• Fosforilación


  Mecanismos para generar ATP a partir de ADP
• Fosforilación a nivel sustrato

  El ATP se genera cuando el fosfato de alta energía es directamente transferido de un compuesto fosforilado (sustrato) al ADP
• Fosforilación oxidativa


  1. Los electrones son transferidos de compuestos orgánicos a moléculas acarreadoras de electrones (NAD+ y FAD)

  2. Los electrones pasan a través de diversas moléculas acarreadoras hasta llegar al receptor final ( O2 , otra molécula orgánica o inorgánica oxidada como SO4 , NO3)

  3. Ocurre en la membrana citoplásmica (procariontes) y en la mitocondria (eucariontes)
• Fotofosforilación


  1. La energía luminosa es convertida en energía química (ATP y NADPH) que es utilizada para la síntesis de moléculas orgánicas

  2. Involucra una cadena transportadora de electrones
• Tipos de fotosíntesis


  • Fotosíntesis cíclica
  • Fotosíntesis no cíclica
• Fotoautotrofia


  Captación de energía lumínica (obtenida en la fase luminosa) para fijar CO2 (autotrofía) hasta material celular (fase oscura)
• Tipos de fotosíntesis según el agente reductor

  • Fotosíntesis oxigénica (usa agua)
  • Fotosíntesis anoxigénica (usa H2, H2S, S2O3)
• Fermentación


  Proceso que no requiere oxígeno donde el piruvato generado a través de la glucólisis es usado como aceptor de protones que provienen del NADH
• Productos de fermentación


  • Ácido láctico
  • Etanol y CO2
  • Ácido propiónico
  • Ácido acético
  • CO2 y H2
  • Ácido butírico
  • Butano, acetona, alcohol isopropílico
  • CO2
  • Etanol
  • Ácido láctico
  • Ácido succínico
  • Ácido acético
  • CO2 y H2
  • Etanol, Ácido láctico, ácido fórmico, Butanediol, acetoina, CO2 y H2
• Fermentación alcohólica


  • Realizada por Saccharomyces cerevisiae y Saccharomyces ellipsoideus
  • Desechos de agricultura se convierten en biocombustible
• Prueba de Rojo de Metilo

  1. Medio de cultivo: RM-VP

  2. Sustrato: Glucosa

  3. Glucólisis -> ácido pirúvico -> ácidos mixtos

  4. Producto: ácidos mixtos (< pH 4.4)

  5. Revelador: Rojo de metilo
• Prueba de Voges Proskauer

  1. Medio de cultivo: RM-VP

  2. Sustrato: Glucosa

  3. Ácido pirúvico -> fermentación butilen glicólica

  4. Productos: acetoina o acetil-metil-carbinol y butilenglicol pH 6.2

  5. Reveladores: alfa-naftol y KOH 40%
• Prueba de Kligler


  1. Medio de cultivo con glucosa, lactosa, rojo de fenol, citrato férrico de amonio, tiosulfato de sodio, agar

  2. Fermentación de glucosa

  3. Fermentación de lactosa

  4. Producción de gas

  5. Detección de ácido sulfhídrico
• Alternativas a la glucólisis: Vía de la pentosa fosfato (hexosa monofosfato)
• Glucosa


  Ac. Pirúvico fermentación
• Productos


  acetoina o acetil-metil-carbinol y butilenglicol pH 6.2
• Reveladores


  alfa-naftol y KOH 40 %
• Prueba de Kligler


  Medio de cultivo
• Componentes del medio de cultivo Kligler


  • Glucosa 1.0 g
  • Lactosa 10.0g
  • Peptona especial
  • Rojo de fenol
  • Citrato férrico de amonio
  • Tiosulfato de sodio
  • Agar
  • pH 7.4 ± 0.2
• Prueba de Kligler


  1. Fermentación de glucosa

  2. Fermentación de lactosa

  3. Producción de gas

  4. Detección de ácido sulfhídrico
• Tiempo de incubación


  • 6 h
  • 24 h
• Resultados de la prueba de Kligler

  • Glucosa (+)
  • Glucosa y Lactosa +
  • Glucosa y H2S (+)
  • Glucosa, Lactosa y H2S+
• Alternativas a la glicólisis

  La pentosa fosfato (hexosa monofosfato)
• Pentosa fosfato


  1. Degrada azucares de 5 carbonos y glucosa

  2. Ganancia neta de 1 molécula de ATP por cada molécula de glucosa oxidada

  3. Genera NADPH

  4. Produce intermediarios para síntesis de ácidos nucleicos, glucosa y aminoácidos
• Caldo Rojo de fenol más carbohidratos

  • Medio base rojo de fenol
  • Sustrato: carbohidrato
  • Enzima: enzimas de la glucólisis o pentosa fosfato
  • Indicador pH: rojo de fenol
  • pH acido
  • pH neutro
  • pH alcalino
• Entner Doudoroff


  • Vía alternativa a la glucólisis
  • Por cada molécula de glucosa se producen 2 moléculas de NADPH
  • Emplea enzimas diferentes a las de la glucolisis y pentosas
  • Sólo se encuentra en bacterias Gram negativas
• Respiración


  • Proceso que genera energía mediante la oxidación de moléculas y un aceptor final de electrones inorgánico
  • Puede ser aerobia (O2) o anaerobia (NO3, SO4 o CO2)
• Respiración aerobia


  • Ciclo de Krebs (TCA o ciclo del ácido cítrico)
  • La energía química de CoA es liberada paso a paso
  • Las reacciones de oxido reducción transfieren energía a las coenzimas NAD+ y FAD+
• Utilización del citrato


  • Medio de cultivo: Citrato de Simmons
  • Sustrato: Citrato de sodio
  • Enzimas: Citrato permeasa, ciclo de krebs
  • Productos: (NH4)2CO2
  • Indicador de pH: Azul de bromotimol
• Cadena transportadora de electrones

  • Los donadores de electrones inmediatos son FADH2 y NADH+ H+
  • Por cada NADH oxidado se generan 3 ATP
  • Por cada FADH oxidado se generan 2 ATP
• Componentes de la cadena transportadora de electrones

  FMN, Q, Cit
• Prueba de la oxidasa


  • Sustrato: N,N,N,N-tetrametil-p-fenilendiamina reducido
  • Enzima: citocromo oxidasa c
  • Producto: N,N,N,N-tetrametil-p-fenilendiamina oxidado (azul)
• Diferencias entre respiración y fermentación

  • Respiración: Aceptor final de electrones es O2 u otra molécula, ATP por fosforilación oxidativa, uso de moléculas transportadoras de electrones
  • Fermentación: No hay aceptor final de electrones, ATP por fosforilación a nivel de sustrato
• Prueba de catalasa


  • Sustrato: H2O2
  • Enzima: catalasa
  • Producto: H2O + O2
• Prueba de oxidación y fermentación

  • Objetivo: Conocer la vía metabólica de degradación de carbohidratos
  • Medio O/F: Triptona, NaCl, K2HPO4, azul de bromotimol, agar, carbohidrato de interés 10%
  • Sustrato: carbohidrato
  • Enzimas: degradación oxidativa o fermentativa
  • Producto: ácidos
  • Indicador: azul de bromotimol
• Medio de SIM


  • Detección de ácido sulfhídrico
  • Detección de indol
  • Movilidad
  • Componentes: Peptona de caseína, Peptona de carne, Sulfato de hierro y amonio, Tiosulfato de sodio, Agar 0.35%, pH 7.3 ±0.2
• Detección de ácido sulfhídrico (S)

  • Sustrato: aminoacidos azufrados, tiosulfato, sulfatos
  • Enzima: sulfato reductasa
  • Producto: H2S
  • Revelador: Fe2+
• Detección de indol (I)

  • Medio de cultivo: SIM
  • Sustrato: triptófano
  • Enzima: triptofanasa
  • Producto: Indol + ac. pirúvico
  • Revelador: Reactivo de Kovac o Ehrlich
• Movilidad (M)


  Medio de cultivo: SIM
• Reducción de nitratos


  • Medio caldo nitrato
  • Sustrato: nitrato de sodio
  • Enzima: nitrato reductasa
  • Productos: nitritos, NO, N2O N2
  • Reveladores: α-naftil-amina y ácido sulfanílico